2.7.4 Каталітичні нейтралізатори.
Основна частка шкідливих речовин, що містяться у відпрацьованих газах двигунів і забруднюють навколишнє середовище, складається з окислу вуглецю С, оксидів азоту NOx, вуглеводнів CnHm (або просто СН). а також вуглецю С (сажі) у дизелів. З перерахованих речовин С, СН є продуктами неповного згорання палива. Кількість NOx у вихлопних газах зв'язана, в основному, з високою температурою згорання. Оксиди азоту утворюються в двигуні при взаємодії кисню і азоту, що містяться в повітрі. Чим вища температура згорання, тим більше утворюється NOx. На температуру згорання впливають конструктивні чинники (наприклад, ступінь стиснення) і режим роботи двигуна (склад суміші, навантаження). У бензинового двигуна найбільший вплив на утворення шкідливих речовин надає склад суміші.
Рис. 1 - Система випуску с двома каталізаторами
Зменшення кількості і зміна якісного складу шкідливих речовин, що викидаються в навколишнє середовище з відпрацьованими газами, досягається цілим комплексом заходів. Серед них слід зазначити ряд конструктивних розробок - спеціальні конструкції камер згорання для роботи на бідних сумішах, зокрема з різними типами форкамер, рециркуляція
відпрацьованих газів, тобто подача їх частини на вхід в двигун, системи регулювання фаз газорозподіли, що зменшують перекриття клапанів на знижених режимах і так далі. Проте навіть при використанні в конструкції двигунів всіх самих передових рішень відповісти нормам токсичності, встановленим, наприклад, в США, Японії і країнах Європи, не вдається.
Внаслідок цього сучасні автомобілі з бензиновими двигунами забезпечуються каталітичними нейтралізаторами (рис.1). Сьогодні будь-який автомобіль, що випускається в цивілізованих країнах, оснащується каталітичним нейтралізатором. Але він, як і всі вузли, розрахований на певний термін служби, багато в чому залежний від умов експлуатації машини.
Призначення і конструкція
При згоранні робочої суміші в двигуні утворюються шкідливі для природи і здоров'я людини окисел вуглецю (СО), різні вуглеводні (СН) і оксиди азоту (NOх). У масштабі всієї планети автомобілями викидається в атмосферу половина всіх оксидів азоту, 40% вуглеводнів, 65% чадного і 15% вуглекислого газів. Із забрудненням навколишнього середовища покликаний боротися каталітичний нейтралізатор пристрій у випуской системі, в
якому відбувається складний хімічний процес. Усередині корпусу з неіржавіючої сталі розташована «цеглина», що має стільникову структуру (рис.2). У цього моноліту величезна площа поверхні, покрита якнайтоншим шаром спеціального сплаву, що містить платину, родій і паладій, він і є каталізатором. Відпрацьовані гази «омивають» поверхню моноліту. Коли
температура досягає критичної відмітки 270°С, починається каталітична реакція. При цьому значна частина токсичних речовин перетворюється на малотоксичних. Окисел вуглецю (СО) в двоокис (вуглекислий газ СО2), вуглеводні (СН) у воду (Н2о) і знову ж таки двоокис вуглецю (СО2), а оксиди азоту (NOх) у воду (Н2О) і азот (N). Ці речовини безпечні або менш
шкідливі для навколишнього середовища і людини.
Рис.2 - Робочий елемент – основа каталізатора – може бути виготовлений як з кераміки, так і зметалу.
Ще одне рішення - це система SCR, що використовує реагент AdBlue! Система SCR спільно з Аd Вlue, покликана очищати вихлопні гази від шкідливих домішок. Цією системою оснащені дизельні транспортні засоби стандарту Евро4/Евро5. Двома словами ця технологія базується на процесі вприскування певної кількості рідини AdBlue в потік відпрацьованих газів (що складаються переважно з шкідливих оксидів азоту), які в результаті хімічної реакції перетворюються на нешкідливі речовини.
А що ж таке безпосередньо реагент AdBlue?
Продукт ad blue - це абсолютно нешкідлива, неотруйна і така, що не відноситься до горючих речовин рідина, що є 32,5% розчин сечовини вищої міри очищення в демінералізованій воді (67,5%). Застосування такої рідини потрібне для досягнення екологічних нормативів Євро 4 і Євро 5. Сьогодні, сечовина АdВlue виробляється найбільшими європейськими виробниками і має усі потрібні стандарти якості і відповідності.